Установка для искусственного воспроизведения (моделирования) тяги поездов Советский патент 1947 года по МПК G01M17/00 

Моделцрование оолучило общее признаиие как научный метод исследования сложных физических процессов в разли41ных областях науки и техники. Предметом настоящего изобретения является установка для ис4 усст1вееногО воапроязведевия (моделирования) тяги поездов с применеяием одного или нескольких механически связанных электрических двигателей, характеристики которых аналогичны характеристикам тяговых двигателей локо-м отива. Согласно изобретению, отличительная особенность установки заключается в том, что с валом двигателя (или двигателей) сцеплена электрическая нагрузочная машина, включенная послеД01вательно с воль, тодобавочной машиной, вращаемой от отдельного двигателя, и имитирующая тяговую нагрузку поезда; этот же вал через регу гоируемую передачу соединяется с маховиком, имитирующим массу поезда.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемой установки; на фиг. 2-.схема включения напрузочной машины; на- фиг. 3 - электрическая схема установки.

Возможность моделир 0 в.ания различных видов тяги основана на уни. в-ерсадыности характеристик электрических машин, имитирующих работу тяговой маижныу и ав-томатиза17

ции управления модельной установкой.

Установка предусматривает все виды тяги: электровозную, паровоз, ную и тепловозную.

Установка для моделирования электровозной и тепловозной тяги содержит шесть тяговых электроДвигателей Д {фиг. 1) мощностью 2-3 kW.

На валу каждого электродвигателя оидит металлический диск У. Диски } электродвигателей Д фрикдионно связанны с диска.ми 2, насаженными на главный вал 3, расположенный перпендикулярно осям электродвигателей Д.

Такая система позволяет изменять передаточное отношение между главным валом .3 и: валом каждого из электродвигателей Д путем перемегцения диска / в наоравлении к главному валу; изменять соответственно натуре диаметр дисков 2 тем же путем; реализовать проскальзывание и буксование колес путем изменения нажатия на диск / электродвигателя Д.

На конце главного вала 3 установлена напрузоч1ная машина НМ, которая создает момент, /противодействующий вращающему моменту электродвигателей Д. Для исключения зависимости величины противодействующего момента от скорости

259

вращения главного вала 3, натру. эочная маш1ина НМ включена последовательно с вольтодобавочной машиной ВДМ (фиг. 2), приводимой от отдельного двигателя Д. Воздействуя должным юбразом на возбуждение вольтадобавочной машины ВДМ, можно создать любой п-ротиводейСтвующий момент нагрузочной машине НМ, чем может имитиро. ваться нагрузка любого характера, в том числе и тяговая.

На другом конце вала 3 (фиг. 1) установлен маховик 5, назначение которого имитировать массу поезда. Для имитации изменения веса поезда служит коробка передач 4, при помощи которой может меняться инерция маховика.

Для иМИтации тяговой нагрузки на электродвигатели (при помощи нагрузочной машины НМ) предлагается схема, показанная на фиг. 3. G главньгм вало-м связан центробежный регулятор ЦР, ириводящий в движение копир Wo, на котором имеется вырез, соответствующий характеристике сопротивления движе.: нию .поезда.

При увеличении скорости, вращения .главного вала центробежный регулято р ЦР приводит в действие копир Wo так, что последний через тягу перемещает реостат, включенный в цепь независимой обмотки возбуждения вольтодобавочной маши, ны ВДМ, чем увеличивает ее возбуждение. Это влечет за собой увеличение тока iB цепи нагрузочной машины НМ, а следовательно, и увеличение момента тяговых электродвигателей.

Для имитации подъемов и уклонов служит другой копир г, также приводимый в действие от главного вала через коробку передач КП. На этом копире нанесен продольный профиль . Такой копир может быть выполнен из цинковой пластины, подобно типографскому клише. Игла, скользящая в прорези профиля, приводит в действие движок реостата, включен.ного в цепь незавиоимой обмотки возбуждения вольтодобавочной, машины ВДМ. При подъеме ток возбуждения и электродвижущая сила вольтодобавоч260

ной машины ВДМ соответственно увеличивается, следовательно, увеличивается и противодействующий момент нагрузочной машаны НМ; при уклоне он уменьщаетсяТак как основное сопротивление движению, воспроизводимое копиром Wo, и сопротивление от подъемов |и уклонов, воспроизводимое копиром г, суммируются алгебраически, то реостатный механизм может быть совмещен, как показано на фиг. 3. Этим же достигается упрощение схемы Больтодобавочной машины ВДМ (вместо трех обмоток возбул дения она имеет всего две). Для облегчения механизмов реостата и копиров возбуждение независимой обмотки вольтодоба1вочной машины ВДМ предусмотрено через усилительные лампы УП и таким образом регулирование сводится к изменению потенциала сетки усилительных ламп.

Питание элекБр1Овозной схемы (двигатели /, 2, 3, 4, 5 и 6, маховик М и коробка скоростей КС) предусмотрено от генератора П, вращаемого аоиихронныМ двигателем АД. Выделение генератора питания обусловлено желанием создавать любой заданный режим колебания напряжения на тяговых двигателях. Для этого возбуждение генератора Г/ управляется отдельным механизмом, приводимым от главного вала стенда или от механизма, находящегося под контролем времени. Машина ГП получает питание от нагрузочной машины НМ, благодаря чему мощяость двигателя АД определяется только потерями стенда.

На этом же стенде можно имитировать мотор-вагонную тягу. В этом случае можно иопользовать четыре двигателя, изменив соответственно .массу поезда.

Тепловозная схема отличается только питанием тяговых двигателей, которое предусмотрено от генератора .смешанного возбуждения, подобно тепловозному генератору.

Генератор приводится во вращение электродвигателем, имитирующим дизель тепловоза, который 8 свою очередь питается от второго

генератора, приводимого во вращение отдельным двигателем.

Для изменения силы тяги, скорости, силы тока, напряжения, а также для записи крввыХ движения предусмотрена измерительная установка, приводимая от главного вала через коробку передач КПС для регулировки масштаба пути.

Нагрузочная часть схемы и автоматика управления установки для моделирования паровозной тяги та же, что и (В вышеописаиной схеме.

В качестве паровой машшы используется электродвигатель смешанного возбуждения. Такое возбуждение позволяет получить требуемые тяговые характеристики. Обмотка независимого возбуждения управляется мехаиизмом-копцром, на котором имеются вырезы, соответствующие фороиравкам котла и отсечке паровой машины. Копир приводится в действие центробежным регулятором. Одна сторона поводка связана с капи ром; другая его сторона приводит iB движение ползунок реостата, регулирующего ток возбуждения. Для облегчения механизма возбуждение осуществляется через усилительную лампу. Питавие двигателя осуществляется от ренератора (паровая машина). Регулирование его возбуждения соответствует различным форсировкам котлаПредмет и з о б т е и и я

1.Установка для искусственного воспроизведения (моделирования) тяги поездов, с применением одного или неск;ольк,их м еханичесюи связанных электрических двигателей, характеристики которых аналогичны характеристикам тяговых двигателей локомотива, отличающаяся тем, что с валом двигателя (или двигателей) сцеплены электрическая нагрузочная машина, включенная последовательно с вращаемой

от отдельного двигателя вольтодобавочной машиной и имитирующая тяговую нагрузку юоезда, и че,рез регулируемую передачу маховик, имитирующий массу поезда.

2.Устаиовка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что электрические двигатели связаны с валом через

отдельные переда1Ч1И, допускающие регулирование скорости и мощноСЗРИ каждого двигателя отдельно.

3.Установка по п.п. 1-2, отличающаяся лрименеяием центробежного регулятора, связанного с общим валом и предназначенного в зависимости от скорости вращения для .перемещения движка реостата, введенного в цепь возбуждения вольтодобавочной машины, при помощи промежуточ1ного подвижного фигурного шаблона, форма которо-, го соответствует кривой характеристик сопротивления движению поез, да, с целью воспроизведения изменений тяговых усилий в зависи шсти от Око.рости поезда.

4.Установка по п.п. 1-3, отличающаяся тем, что, с целью воспроизведения изменений величин тяговых усилий в зависимости от профиля пути, гфименен второй фигурный шаблон с нанесенным на нем профилем пути, непосредственно связанный с движком регулятора возбуждения вольтодобавочной машины и предназначенный для перемещения при помощи регулируемой передачи от общего вала установки.

5.В установке по п.п. 1-4 применение для питания тяговых двигателей генератора, для управления возбуждением которого служит приспособление, приводимое в действие от вала установки.

6.Установка по п.п. 1-5, отличаю щ а яс я тем, что, с целью использования ее для имитации работы тепловозов, для вращения питающего всю схему генератора применен двигатель, имитирующий работу дизеля тепловоза и питаемый в свою очередь от второго генератора, приводимого во вращение отдельным двигателем.

7.Установка по п.п. 1-5, отличающаяся тем, что, с целью использования ее для имитации паровозной тяги, тяговый электрический двигатель имеет смешанное возбуж. дение и для управления обмоткой независимого возбуждения служит центробежный регулятор перемещающий соответственно скорости вращения движок реостата при по261моЩИ пром-ежуточного фигурного шаблона, создающего имитацию форонровки -паравого котла и отсечки паровой машины.